特大型箱形鋼結構永久井架安裝工藝探討

張富貴

(西山煤電集團 馬蘭礦，山西 古交 030200)

特大型箱形鋼結構永久井架安裝工藝探討

張富貴

(西山煤電集團 馬蘭礦，山西 古交 030200)

為了研究特大型箱形鋼結構永久井架在安裝過程中遇到的各種困難，提出了“萬”字式吊裝工藝，成功進行了井架的安裝，縮短了施工工期，保證了工程質量和安全，節省了成本。

特大型箱形鋼結構井架；復雜環境；吊裝；萬字式

1 工程概況

某礦深部進風井井架安裝工程是該礦二水平延深及安全改建工程的關鍵項目之一。該井架為四斜柱式鋼井架，采用多繩摩擦輪、雙向提升布置，主要構件采用箱形截面。設計總高度為檢修起重平臺上平標高+61.000 m；箕斗天輪：上天輪中心標高為+53.000 m，下天輪中心標高為+47.000 m；罐籠天輪：上天輪中心標高+40.500 m、下天輪中心標高32.000 m. 井架柱腳設計為鉸接，總重835 t，屬于特大型箱形鋼結構井架。該井架的結構示意圖見圖1.

圖1 進風井井架結構示意圖

2 井架安裝中存在的主要困難

1) 深部進風井井筒掘砌正在施工，與礦建隊伍垂直交叉作業。井架吊裝工程作業的空間范圍內，還存在鑿井井架、東西提升機房、東西穩車群、地面混凝土攪拌站、散裝水泥罐等設施，給正常的安全施工帶來很大的困難。

2) 深部進風井井架設計東、西方向為主副斜撐方向，即井架西側為兩主腿，東側為兩副腿。正常施工工藝為井架兩主腿組裝為一扇，兩副腿組裝成一扇，但現場情況是井筒東西兩側均被提升機房及穩車群占據，無施工空間，施工現場布置圖見圖2.

圖2 施工現場布置圖

3) 井架組裝及吊裝施工現場為原工業生產場地，礦區主干道、構筑物較多，相對于新建礦井的工業廣場來講，明顯的狹窄，不明的施工障礙可能在施工中還會出現。

4) 受場地影響只能利用井筒南北兩側空地組裝井架，即為“萬字式”，但井架組裝面不規則。雖然對原設計進行了修改，但是組裝時井架斜撐的上、下兩部分依然存在18.48°的夾角。若要保證組裝角度的準確，還必須采取非通常的組裝方法。

5) 井架分南北，主副腿組成一扇后幾何尺寸不規矩，重心不對稱，抱桿、滑車組等起吊設施受力不均勻，受力狀態不穩定。

3 “萬”字式井架吊裝施工工藝

針對本工程環境條件復雜，井架大，施工難度大等難點，該礦制定了“萬”字式井架吊裝施工方案，保證了安裝工程的成功實施，主要工藝流程有以下幾點：

1) 施工前的準備。

a) 井架基礎、穩車錨樁基礎施工，平整場地。b) 針對施工場地狹窄問題，對井筒南側部分道路進行改道，為后期施工留出空間。為保證井架構件順利進入施工現場，對影響車輛通行的障礙進行整改。c) 確定井架施工期間施工用電方案，提供電源及變壓器，形成施工用電系統。d) 井架制作：在制造廠分段進行，運到安裝現場后再組裝。e) 抱桿起立方案確定：在井架斜撐地面組裝的同時，在井口的東西兩側分別組裝兩座B=1.6 m、L=65 m的起重抱桿。f) 為配合井架安裝單位施工，礦建單位在起重抱桿進場前完成固定吊盤、動力電纜落地及保護、鎖鋼絲繩、鋼絲繩落地及保護等工作。g) 布置4臺25 t穩車、8臺16 t穩車、13臺8 t穩車，用于井架吊裝施工。同時完成穩車纏繩、滑輪組穿繩等施工。

2) 井架組裝。

井架構件按照組裝順序進入施工現場后，在井筒南北兩側進行地面組裝，南側場地組裝GZ1、GZ2，北側場地組裝GZ3、GZ4，其中GZ1、GZ4為井架主腿，GZ2、GZ3為井架副腿。井架地面組裝基本程序為：構件吊裝到位、找正、焊接，其中井架主副腿與鉸鏈連接安裝尤其重要。施工過程中，要對構件找正質量、焊接質量進行現場驗收。

3) 井架吊裝。

a) 起立兩座B=1.6 m、L=65 m起重抱桿。

b) 北側斜撐GZ3、GZ4抬頭，與轉折點以上部分對接。由于該井架采用“萬字式”組裝，存在組裝面不規則，井架斜撐的上、下兩部分存在18.48°的夾角。針對此，井架地面組裝工序中，井架斜撐轉折點以下部分在地面進行組裝，然后利用起重抱桿將轉折點以下部分抬頭。轉折點以上部分地面組裝后用300 t汽車吊吊至高約14 m的組裝平臺與下半部分進行對接，找正后進行焊接。

c) 起吊北側斜撐。開動4臺25 t穩車，利用栓掛好的起重抱桿上的250 t滑車組起吊北斜撐，至北斜撐與抱桿的夾角接近10°時，停止提升；與此同時設在井筒北側500 t錨樁處的北斜撐主繃繩已經與北斜撐連接好，處于預備受力狀態。用抱桿南側的繃繩穩車做動力，向南牽引抱桿的頂部，使抱桿連同北斜撐向南傾斜，北斜撐接近垂直狀態為止。

d) 放倒起重抱桿。以北側斜撐為基點，用250 t滑車組分別放倒東西抱桿，同時使用東西兩側穩車配合，使抱桿側向受力，避免抱桿碰觸到臨時鑿井井架，將抱桿放倒在原組裝位置，之后組織施工人員拆除運走，現場圖見圖3.然后礦建單位恢復鋼絲繩，確保井筒提升。

圖3 放倒起重抱桿現場圖

e) 北側斜撐調整、南側斜撐抬頭。利用井筒北側4臺穩車繼續旋轉北斜撐，使之到達設計角度，在北側繃繩及自身重心作用下達到穩定靜止狀態。然后牽引南側250 t滑車組，使之與南側斜撐吊點連接，起吊南斜撐下部抬頭至一定角度；利用已經安裝好的組裝用平臺，用汽車吊將已組裝好的南側斜撐上半部分調至組裝平臺上，完成兩部分對接、找正、焊接。現場圖見圖4.

圖4 南側斜撐抬頭與轉折點以上部分對接現場圖

f) 起吊南側斜撐。使用4臺25 t穩車作為起吊動力，利用250 t滑車組回收鋼絲繩，南側井架斜撐開始緩慢起立，南側井架在起立到接近垂直位置時，開動南側4臺16 t穩車，收緊南側繃繩，確保南側斜撐安全起立?，F場圖見圖5.

g) 南、北斜撐對接。利用4臺25 t穩車、8臺16 t穩車將南北兩斜撐對接，開始找正，找正完成后由測量部門配合驗收，達到設計要求后開始焊接。

h) 安裝平臺欄桿等附屬構件。

4 結 論

圖5 起吊南側斜撐現場圖

本文針對特大型箱形鋼結構永久井架吊裝過程中，地面環境復雜，井口場地狹窄、井架組裝面不規則等困難，采用“萬”字式吊裝工藝，很好地實現了井架的安裝。實踐表明，采用“萬”字式吊裝工藝，施工速度快、安全，對井口周邊構筑物損壞少，節省成本，為企業帶來了很高的經濟效益。這是在大型機電設備安裝中非常成功的一次探索。

[1] 崔碧海.起重技術[M].重慶：重慶大學出版社，2006：39-42.

[2] 樊兆馥.重型設備吊裝手冊[M].北京：冶金工業出版社，2006：113-114.

[3] 朱甲軍.單家村煤礦主井井架安裝[J].建井技術，2010,31(2)：67-69.

Discussion on Installation Technology of Permanent Headframe for Large Box Steel Structure

ZHANG Fugui

In order to study the problems encountered in the installation of the large-scale box-type steel structure permanent headframes, the a type lifting technology was put forward, the installation of the headframe was successfully completed, the construction period was shortened, the engineering quality and Safety improved ,and cost also saved.

Large box steel structure head frame; Complex environment; Lifting

2017-04-24

張富貴(1981—)，男，山西祁縣人，2002年畢業于山西省煤炭工業學校，助理工程師，主要從事煤礦機電安全工作(E-mail)szp6356@163.com

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1672-0652(2017)06-0051-03